En busca del corte perfecto.
La relación intrínseca entre la máquina, la herramienta y el producto, es clave para lograr los estándares de calidad requeridos en el mercado. Las herramientas de corte están en constante evolución y en la búsqueda para lograr mayor precisión, certeza y confiabilidad en el corte.
En el presente artículo, el autor resalta puntos clave para lograr que las herramientas alcancen un máximo desempeño y nos entreguen productos de mayor calidad con una mejor relación de costo y tiempo. Son, de hecho, las mismas máquinas y los métodos actuales de maquinado los que hoy nos ofrecen los mecanismos para dar seguimiento al desgaste de las herramientas de corte.
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| En muchas ocasiones no se presta suficiente atención al efecto de las desviaciones geométricas de las herramientas de corte en la precisión final de las piezas producidas. Desde el punto de vista de la precisión alcanzable en una pieza a fabricar, la tendencia en una cadena de manufactura es pensar desde la herramienta hacia adelante, sin tener en cuenta que esta también tuvo que ser fabricada de alguna manera.
En el caso de las herramientas de carburos cementados, después de un proceso de sintetizado, los filos son pre-cortados por electroerosión de hilo y afilados finalmente mediante procesos de rectificado.
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| En un paso final, las herramientas de corte pueden ser recubiertas con una o varias capas de diferentes compuestos para mejorar su rendimiento. Toda esta cadena entrega finalmente un determinado valor de tolerancia geométrica, que en ningún caso es igual a cero. Por otro lado, los insertos de corte, siguiendo la norma ISO 1832-1991 que rige su nomenclatura, la tercera posición en el código de cada uno de ellos, se refiere al tipo de tolerancias dimensionales que tiene el inserto mismo.
Se pueden conseguir herramientas de tipo A, con tolerancias que van entre ± 5 y 25 µm, hasta insertos con tolerancia de tipo U, que en tamaños superiores a los 25 mm pueden tener tolerancias entre los 250 y 380 mm. Cuando se trata de herramientas sólidas, como fresas o brocas, además de la tolerancia del diámetro de corte, que se encuentra normalmente en valores de -20 a -60 µm para herramientas de más de 3 mm, se deben revisar los valores de concentricidad del eje que a su vez llegan a ser de 10 a 20 µm.
Herramientas de mayor precisión, pueden alcanzar valores de tolerancia en el diámetro y de concentricidad por debajo de 5 µm, aumentando su costo, pero también la seguridad de que la pieza saldrá de la máquina cumpliendo las tolerancias especificadas.
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| Todas estas tolerancias, más otras que deben ser informadas por los vendedores de herramientas, como la del radio de la punta de la herramienta en escariadoras, o del radio de la esfera en fresas de bola, suman a la incertidumbre de la medición final de la pieza que se quiere fabricar. Y por esto es necesario instalar equipos de verificación geométrica de herramientas en el taller. Dentro o fuera de la máquina, dependiendo de la productividad del proceso, pero sin este paso, se está perdiendo gran parte de la información necesaria para obtener un producto de buena precisión. |
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Pero de nada sirve tener excelentes herramientas si la máquina que las utiliza no tiene buena precisión de posicionamiento y la robustez estática y dinámica que garantice que las piezas fabricadas van a tener una buena calidad.
Vida útil de herramientas.
De manera recurrente, los talleres de fabricación delegan la decisión de cambio de la herramienta a los operarios de turno de cada una de las máquinas. Esto requiere cierto nivel de experticia, que incluye por supuesto un componente subjetivo, generando una falta consistencia en la decisión del momento del cambio. El operario de un turno puede decidir cambiar la herramienta en un tiempo significativamente menor que otro, generando problemas al momento de calcular y administrar el suministro de herramientas para los trabajos.
Desde el punto de vista de la vida útil de las herramientas lo que ayudará a reducir su desgaste es optimizar su trayectoria, ajustando los ángulos de corte para mantener una remoción de material constante y evitando sobrecalentamientos. De igual manera se elimina la generación de viruta con diferentes espesores, que causa diferencias en las fuerzas de corte y por tanto vibraciones que merman la vida útil de la herramienta.
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| Prever el desgaste La vida útil de una herramienta de corte depende de una multiplicidad de factores, que no solamente tienen que ver con la herramienta misma. Entre ellos se encuentran el tipo de material, su geometría, la forma como está sujetado y su calidad superficial. También influye, desde el punto de vista de la máquina, su rigidez estática y dinámica, al igual que el tipo de la misma. Para cada proceso, es importante observar y analizar la cinemática, las condiciones de corte y el tipo de fluido refrigerante, al igual que |
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| la influencia del ambiente, en cuanto a interferencias externas como vibraciones transmitidas desde el suelo, o cambios drásticos de temperatura. Los consejos tradicionales para aumentar la vida útil de las herramientas, se basan la optimización de la profundidad de corte ap para reducir el número de pasadas, optimizar fn para reducir el tiempo de corte y reducir la velocidad de corte vc para reducir el calor generado por la fricción de la herramienta con la pieza. Un análisis juicioso de este conjunto de variables logra excelentes resultados, siempre y cuando se pueda determinar cuantitativamente la vida útil de la herramienta.
* Extracto revista Metalmecánica internacional, 2016
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